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第三节《动能 动能定理》
第七章《机械能守恒定律》
能量:
1、物体具有做功的本领，我们就说具有了能，或者能量。
2、不同的运动形式具有不同的能量。
1、定义：物体由于运动而具有的能叫动能。
一、动能
实验探究
①装置：小球A从光滑的导轨滑下，推动木块B做功。
②演示并观察现象
a.让质量不同的小球从同一高度滑下，可以看到：
质量大的小球把木块推得远，对木块做的功多；
b.让质量相同的小球从不同的高度滑下，可以看到：
高度大时小球把木块推得远，对木块做的功多。
物体的动能与什么因素有关?
大家谈
【实验探究】DIS研究动能的大小与质量、运动速度的关系
1、实验方法：间接测量
2、实验原理：小车在推动摩擦块滑行的过程中，摩擦块克服摩擦力做功，做功的多少反映小车动能的
大小，把摩擦力看成不变，通过
摩擦块的滑行距离s反映小车动
能Ek的大小。通过在小车上加配
重片改变小车总质量m，测量记
录下不同质量小车推动瞬间的速度值v与摩擦块的滑行距离s。
挡光片
小车
摩擦块
轨道
光电门
传感器
3、初步结论：动能Ek与质量和速度平方的乘积mv2成正比。
一架质量为m的飞机在一水平恒定牵引力F的作用下(不计阻力)，从静止开始加速运动，在起飞跑道上行驶位移为s时的速度为v，此时飞机的动能有多大？
【理论推导】
根据功能关系：
牵引力做了多少功，飞机的动能就增大多少。
此时，飞机的动能：
牵引力做的功：
2、公式：
物体的动能等于它的质量与速度二次方的乘积的一半。
3、标量；状态量，与速度方向无关。
4、单位：焦耳（J） 1J=1N/m=1kg·m/s2
5、?????????=?????????????????????????????????????????????
?
质量不变，物体的速度从1m/s增加到2m/s，从2m/s增加到3m/s的两个过程中，动能的增加量相等吗？
物体做匀速圆周运动时，动能有变化吗？
一个物体分别在什么运动状态时，它的动能为零、保持不变和不断增大？
快速回答：
★
★
★
★
以大小相等的速度分别向竖直方向和水平方向抛出两个质量相等的物体，抛出时两个物体的动能是否相同?
判断下列说法是否正确
A．物体的速度发生变化，其动能一定变化
B．物体的速度发生变化，其动能可能不变化
C．物体的动能发生变化，其速度一定变化
D．物体的动能发生变化，其速度可能不变化
快速回答：
×
√
√
×
打桩机
投石机
二、动能的利用
水轮机
龙卷风
洪水
海啸
动能的危害
如图所示是一种清洗车辆的手持式喷水枪。设枪口截面积为0.6cm2，喷出水的速度为12m/s（水的密度为103kg/m3）。试问它工作时，每秒射出水的动能为多大？
【例1】
?
解：把水龙头喷出的水柱看作圆柱体，每秒喷出水柱长度为高vt，喷口面积为底面积，则
?
【例2】
假设子弹质量50g，出膛速度可达700m/s，人加自行车的总质量约为80kg，行驶速度10 m/s，试计算它们动能分别为多少？哪个大？
一颗出膛的子弹与一位骑着自行车的人，哪个动能大？
子弹：
人骑车:
很明显，子弹的动能大于人和自行车的动能。
【例3】探究风力发电的功率
三、动能定理
1、内容：物体所受合外力做的总功，等于物体动能的变化量。
?
3、适用范围：适用于所有运动过程。
【例4】如图所示，长为L的轻质细绳下端悬挂一质量为m的小球，用大小为 F 的水平拉力将小球由静止开始从最低点 A 拉至B点，∠AOB=θ，在此过程中细绳始终绷直。若不计空气阻力，求小球到达B点时的速度大小v？
?
【例5】一乒乓球从高为h处下落，与地面碰撞时没有能量损失,假设下落与弹起过程受空气阻力均为f，求乒乓球整个下落过程通过的路程。
答案：????=????????????????
?
动能定理的应用步骤：
定物体，定过程；
初末速度先确定；
分析力，找做功；
动能定理列方程。
【拓展一】用动能定理求力或动摩擦因数
【例6】一物体质量为10kg，在平行于斜面的拉力F作用下沿斜面向上运动，斜面与物体间的动摩擦因数为0.1，当物体运动到斜面中点时，去掉力F，物体刚好可运动到斜面顶端停下，设斜面倾角为30o，求拉力F。
答案： F=（100+10????）N
?
【拓展二】用动能定理求变力做的功
【例7】如图所示，质量为m=2kg的小球，从半径R=0.5m的半圆形槽的边缘A点沿内表面开始下滑，到达最低点B的速度v=2m/s。求圆弧AB?段阻力对物体所做的功。
小结：动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动，既然适用于恒力做功，也适用于变力做功，既适用于力连续对物体做功，也可以是不连续做功，既可以是一条直线上的，也可以不是一条直线上。
答案：-6J
【拓展三】用动能定理求物体的速度
【例8】如图所示，小球从高为h的斜面上的A点，由静止开始滑下，经过B点火器在水平面上滑到C点而停止，现在要使物体由C沿原路回到A点时速度为零，那么必须给小球以多大的初速度?？（设小球经过B点处无能量损失）
答案：2????????
?
【拓展四】用动能定理求位移
【例9】质量为M的机车，牵引力质量为m车厢在水平轨道上匀速前进，某时刻与机车脱钩，机车在行驶L路后，司机才发现车厢脱钩，立即关闭发动机让机车自然滑行，该机车与车厢在运动中所受阻力都是其自身重力的k倍，且恒定不变。求机车和车厢停止时机车与车厢的距离。
注意：（1）对于运动过程复杂问题，审题时先画一过程草图，弄清过程间的联系。
（2）多个研究对象多个过程存在时，列方程要指明对象和过程。
答案：?????=?????????????????
?
【拓展五】用动能定理解决机动车启动问题
机动车在牵引力和恒定阻力作用下，分恒定功率启动和匀加速启动两种过程，其中恒定功率启动过程中涉及到的功、距离、时间只能用动能定理求。
【例10】一列车的质量为5×105kg，在平直的轨道上以额定功率3000KW加速行驶，当速度由10m/s加速到所能达到的最大速率30m/s时，共用了2min，则在这段时间内列车前进的距离是多少？?
?
答案：L=1600m
计算公式：
动能是标量，状态量、正值。
单位：焦(J)
【课堂小结】
1、动能：物体由于运动而具有的能叫动能
2、动能定理
内容：合外力做的总功，等于物体动能的变化量。
?
1、对于一定质量的物体，下列说法正确的是( )
(A)动能不变，速度一定不变 (B)动能变化，速度不一定变化
(C)速度不变，动能一定不变 (D)速度变化，动能一定变化
?
2、下面关于运动物体所受合外力、合外力做功和动能变化的说法，正确的是( )
(A)如果物体所受合外力为零，那么物体的动能一定不变
(B)如果合外力对物体做的功为零，那么合外力一定为零
(C)物体在合外力作用下做变速运动，物体的动能一定变化
(D)物体的动能保持不变，该物体所受合外力一定为零
【课堂练习】
3、A、B两个物体的质量之比为1：2，已知它们的运动速度之比为2：1，则它们的动能之比为 ；如果它们的动能相同，质量之比为1：2，则它们的速度之比为 。
4、水平地面上翻转一质量为m，边长为a的正方体木箱，至少要做功 。
6．一质量为0.3kg的弹性小球，在光滑的水平面上以6m／s的速度撞到垂直墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前速度的大小相同，则碰撞前后小球速度变化量的大小?v和碰撞过程中墙对小球做功的大小W分别为?（ ）。
（A）?v＝12m/s，W＝0 （B）?v＝12m/s，W＝10.8J
（C）?v＝0，W＝10.8J （D）?v＝6m/s，W＝0
5、人将放在手中的铅球沿水平方向推出，球在出手时其有的动能是180J，已知球原来是静止的的，人在推球的过程中对球做功是 。

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